难题描述: 5G、远程办公、车用电子与高画质大型显示器区求需求持续发酵,显示器逐渐需要具备高分辨率、高刷新率、高亮度及低能耗等特点,随面板要求越来越高,在120Hz刷新率或8K分辨率的屏幕上,传统的非硅晶(a-Si)材料由于电子迁移率(Mobility)限制,已无法满足显示器对像素充电的要求。彩虹光电目前仅具有非硅晶半导体技术,面对未来产品与产业界发展趋势,导入新TFT半导体材料为公司重要战略目标。 目前显示器主流的高电子迁移率的技术分为低温多晶硅(LTPS)与铟镓锌氧化物(IGZO)两大材料,在商业化的进展上,LTPS目前领先IGZO一步。其最大的优势即是来自多晶硅(p-Si)的特性,能将TFT的电子迁移率(Mobility)提升到传统非晶硅(a-Si)晶体管的”一百倍”,可达100cm2/Vs以上。其好处在于,满足像素充电的前提下,让TFT的尺寸得以缩小五倍以上,进而能达成更精细的分辨率;TFT的尺寸缩小,也助于增加开口率,进而能提高光穿透率。在电子迁移率的表现上,LTPS无疑是显示器TFT材料中最出众的选择,不过,它仍不是完美的,特别是在大尺寸和制程兼容性上有所限制,成本上也较高,因此IGZO在大尺寸显示器应用上比LTPS更为适合。 IGZO使用铟镓锌氧化物作为半导体层,其电子迁移率约为10cm2/Vs,虽不及LTPS,但仍具有提高分辨率、光穿透率和降低功耗的优势。不仅如此,IGZO制造成本较接近传统非晶硅TFT ,相较于LTPS TFT仅适用于6代线以下的小尺寸面板产线,IGZO可广泛应用于各种尺寸的面板,日后大尺寸TFT LCD及AMOLED以及Mini LED之光板驱动均可望采用此技术。 彩虹光电评估以现有量产之非硅晶生产线, 可以进行以下设备改造实现产线升级。1.IGZO半导体层镀膜可以利用像素电极层氧化铟锡(ITO)设备物理气相沉积机台(PVD)改造,在不影响现有产品产能下,设备新增IGZO靶位并配置符合IGZO镀膜效率之电源系统。2.由于IGZO水氧耐受性与传统非晶硅不同,无法使用传统的氮化硅保护层,透过化学气相沉积机台(CVD)改造特气供应与相关动力系统可制作IGZO半导体组件保护层氧化硅薄膜。3.IGZO生产过程中,需要以300度以上温度烘烤来增加其电流曲线经时稳定性,现有设备无法支持高温烘烤,需加购高温烘烤炉实现。 计划以上述方式,先进行3.5K产能相关机台改造以进行制造参数调整和光电特性、可靠度验证等相关实验与测试生产,后续以市场需求与客户需求规划搭配IGZO技术之新产品并根据产能分配改造产线,实现全面技术升级,确保彩虹光电技术领先。 |